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Mercoledì, 25 Maggio 2022
Agricoltura spaziale

Le piante possono crescere anche sul suolo lunare

In un esperimento mai tentato prima, alcuni semi sono stati coltivati con successo all’interno di campioni di regolite riportati sulla Terra dalla Nasa. Un risultato che rende più plausibile lo sviluppo di insediamenti umani sulla Luna, o persino su Martedì

Sulla Terra le piante possono crescere più o meno ovunque. Fuori dal nostro pianeta, però, le cose si fanno molto più complicate: la composizione chimica del suolo extraterrestre è estremamente diversa da quella che ha plasmato l’evoluzione delle forme di vita vegetali, e non è detto che le piante terrestri la trovino di propria gradimento. Con qualche accorgimento, però, anche questo sembra un problema superabile. Un team di ricercatori dell’Università della Florida è infatti riuscito a coltivare delle piccole piantine da fiore, le arabette comuni (meglio conosciute come Arabidopsis dalla comunità scientifica), in un campione di suolo lunare prelevato direttamente sul nostro satellite dalle missioni Apollo della Nasa.

I risultati, descritti in uno studio pubblicato sulla rivista Communications Biology, potrebbero rivelarsi importanti in futuro per immaginare insediamenti umani sulla Luna, o persino su Marte, dove la coltivazione di piante potrebbe aiutare a produrre ossigeno e alimenti per gli astronauti. In passato, la regolite, cioè il mix di minerali che compone il suolo lunare, era stato già messo in contatto con alcuni vegetali terrestri, per assicurarsi che non contenesse elementi o microorganismi dannosi per le forme di vita del nostro pianeta. Ma nessuno, fino ad oggi, aveva avuto l’occasione di provare a coltivare una pianta direttamente all’interno della regolite proveniente dalla Luna.

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Le piantine coltivate con regolite lunare mostrano segni di stress

“In futuro per organizzare missioni spaziali più lunghe potremmo trovarci ad utilizzare la luna come hub o come base di lancio, e in questo caso sarebbe del tutto sensato sfruttare il suolo già presente sul satellite per coltivare vegetali”, ragiona Rob Ferl, esperto di scienze agrarie dell’Università della Florida che da anni si dedica allo studio dell’orticoltura spaziale. “Quindi, cosa succede quando coltivi delle piante nel suolo lunare, qualcosa di completamente alieno rispetto alle loro esperienze evolutive? Come si comporterebbero dei vegetali in una serra lunare? Potremo mai avere qualcosa come dei contadini lunari?”.

Per rispondere a queste domande, Ferl e il suo team hanno deciso di piantare dei semi di  Arabidopsis nella regolite, aggiungere acqua e nutrienti necessari alla loro crescita, e verificare come se la sarebbero cavata. Ottenere i campioni di suolo lunare non è certo cosa facile, visto che le missioni della Nasa ne hanno riportata una quantità limitatissima sul nostro pianeta. Dopo 11 anni, e tre tentativi, Ferl ha però avuto successo, sebbene sia riuscito ad ottenere appena 12 grammi di preziosa regolite.

Vista la quantità esigua, l’esperimento si è dovuto svolgere su scala microscopica. I ricercatori hanno utilizzato vasetti delle dimensioni di un ditale, in cui hanno versato circa un grammo di regolite, inserito il seme, e innaffiato il tutto con una soluzione nutriente. La scelta dell’Arabidopsis non è stata casuale: viene infatti utilizzata come organismo modello in biologia, perché il suo genoma è stato mappato completamente negli scorsi anni. In questo modo, i ricercatori hanno potuto verificare non solo la capacità di germinare dei semi, ma anche gli effetti del nuovo ambiente sulle piantine, con un livello di dettaglio che arrivava all’espressione dei singoli geni della pianta.

Per la sorpresa degli stessi scienziati, praticamente tutti semi piantati nella regolite sono germogliati. Un’indicazione del fatto che l’agricoltura sul suolo lunare è tecnicamente possibile. Comparando le piantine con altre fatte germogliare all’interno di substrati che mimavano le caratteristiche del suolo lunare e di quello marziano, ma ottenuti con materiali terrestri, sono emerse però alcune differenze. Diverse piantine lunari sono risultate infatti più piccole, più lente nella crescita, e mostravano l’attivazione di geni utilizzati per adattarsi ai periodi di stress ambientale.

“A livello genetico le piante hanno tirato fuori tutti gli strumenti che utilizzano normalmente per rispondere a fattori di stress come sale o metalli nocivi, o più in generale allo stress ossidativo”, racconta Anna-Lisa Paul, esperta di orticoltura spaziale e coautrice della ricerca. “Possiamo quindi dedurre che percepissero come fonte di stress il suolo lunare. Utilizzeremo questi dati sull’espressione genica per aiutarci a capire come ridurre questo effetto nocivo fino al livello in cui le piante, e in particolare quelle utili per l’alimentazione, possano crescere nel suolo lunare con effetti minimi sulla loro salute”.

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